Gli anticorpi ampiamente neutralizzanti prendono di mira un epitopo di ancoraggio dell'emoagglutinina

Natura volume 602, pagine 314–320 (2022) Citare questo articolo

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Gli anticorpi ampiamente neutralizzanti che prendono di mira gli epitopi dell'emoagglutinina sul virus dell'influenza hanno il potenziale per fornire una protezione quasi universale contro l'infezione da virus dell'influenza1. Tuttavia, sono stati segnalati mutanti virali che sfuggono ad anticorpi ampiamente neutralizzanti2,3. L’identificazione di classi di anticorpi ampiamente neutralizzanti in grado di neutralizzare i mutanti virali in fuga è fondamentale per la progettazione universale del vaccino contro il virus dell’influenza. Qui riportiamo una classe distinta di anticorpi ampiamente neutralizzanti che prendono di mira un epitopo di ancoraggio prossimale della membrana discreto del dominio del gambo dell'emoagglutinina. Gli anticorpi mirati agli epitopi di ancoraggio stanno ampiamente neutralizzando i virus H1 e possono reagire in modo crociato con i virus H2 e H5 che rappresentano una minaccia pandemica. Gli anticorpi che prendono di mira questo epitopo di ancoraggio utilizzano un repertorio altamente ristretto, che codifica due motivi di legame pubblico che stabiliscono ampi contatti con i residui conservati nel peptide di fusione. Inoltre, le cellule B che mirano all'epitopo di ancoraggio sono comuni nel repertorio delle cellule B della memoria umana e sono state richiamate negli esseri umani da un vaccino chimerico contro l'emoagglutinina adiuvato olio in acqua4,5, che è un potenziale vaccino universale contro il virus dell'influenza. Per massimizzare la protezione contro i virus dell’influenza stagionale e pandemica, i vaccini dovrebbero mirare a potenziare questa fonte precedentemente non sfruttata di anticorpi ampiamente neutralizzanti che sono diffusi nel pool di cellule B della memoria umana.

Gli anticorpi contro la principale glicoproteina di superficie emoagglutinina (HA) sono fondamentali per fornire protezione contro l'infezione da virus dell'influenza6,7. Tuttavia, la maggior parte degli anticorpi leganti l'HA prendono di mira epitopi variabili del dominio della testa dell'HA, che forniscono una protezione limitata contro ceppi di virus influenzali antigenicamente simili3. Le formulazioni di vaccini che inducono preferenzialmente anticorpi contro gli epitopi conservati dei domini della testa e del gambo dell'HA potrebbero fornire una protezione ampia e potente contro un'ampia gamma di virus influenzali. Molti dei principali virus influenzali universali candidati sono progettati per indurre anticorpi specifici contro il dominio del gambo, ma resta da determinare lo spettro di epitopi distinti sul gambo presi di mira dal repertorio delle cellule B umane. Analizzando le specificità delle cellule B che prendono di mira il gambo H1 attraverso la generazione di anticorpi monoclonali (mAb), il nostro studio rivela una nuova classe di anticorpi ampiamente neutralizzanti (bnAb) verso un epitopo sottovalutato in cui l'HA si ancora nella membrana virale. Le piattaforme vaccinali di prossima generazione dovrebbero trarre vantaggio da questa scoperta per suscitare anticorpi contro l’epitopo di ancoraggio conservato.

Per studiare le specificità degli anticorpi specifici per HA, abbiamo generato 358 mAbs da plasmablasti e cellule B di memoria HA+ (MBC) isolati da volontari che erano stati vaccinati contro o infettati naturalmente con virus dell'influenza stagionale o che erano partecipanti a uno studio clinico di fase I su un farmaco chimerico Vaccino HA (cHA)4,5. Di tutti i mAb testati, quasi la metà ha preso di mira il dominio del gambo HA, il 21% dei quali ha preso di mira l'epitopo del gambo centrale (CS) ben caratterizzato (Dati estesi Fig. 1a). In particolare, i mAb leganti il ​​gambo sono stati isolati in modo sproporzionato dal vaccino influenzale inattivato monovalente H1N1 (pH1N1) della pandemia del 2009 infetto e dalle coorti di vaccini cHA (Dati estesi, Fig. 1b), poiché è stato precedentemente dimostrato che queste vie di esposizione inducono risposte anticorpali a il gambo HA5,8,9. Per indagare su quali epitopi mirasse il restante 79% dei mAbs leganti il ​​gambo, abbiamo eseguito la microscopia elettronica a colorazione negativa con tre mAbs concorrenti non CR9114 (rif. 10) leganti il ​​dominio del gambo: 047-09 4F04, 241 IgA 2F04 e 222 -1C06. Tutti e tre i mAb legavano un epitopo vicino all'ancora del gambo di HA ed erano orientati con un angolo verso l'alto verso l'epitopo (Fig. 1a, b, Dati estesi Fig. 1c), suggerendo che questo epitopo potrebbe essere parzialmente ostruito dalla membrana lipidica e possono essere esposti solo per il legame degli anticorpi poiché i trimeri HA si flettono sulla membrana. FISW84, un mAb11 legante il gambo recentemente identificato, prende di mira un epitopo che si sovrappone ai tre mAb leganti l'ancora identificati (Dati estesi Fig. 1d), suggerendo che l'epitopo dell'ancora è un epitopo comune del gambo. Inoltre, un epitopo prossimale è stato precedentemente identificato sui virus del gruppo 2 presi di mira dai mAbs CR8020 (rif. 12) e CR8043 (rif. 13). Nonostante alcune sovrapposizioni, l'epitopo preso di mira dai mAbs del gruppo 2 era considerevolmente più in alto e a destra sul gambo dell'HA rispetto all'epitopo di ancoraggio, e i mAbs CR8020 e CR8043 avevano preso di mira il gambo dall'alto (Dati estesi Fig. 1e, f), ad angolo e con un posizionamento più simile agli anticorpi che prendono di mira l'epitopo CS. I mAbs che legano l'epitopo CS (CR9114 (rif. 10) e FI6v3 (rif. 14)) non avevano impronte sovrapposte né competevano per il legame di HA con il mAb 047-09 4F04 che legava l'ancora in un test di competizione HA (Fig. 1c, D). In totale, abbiamo identificato 50 mAb distinti che hanno gareggiato per legarsi all'epitopo di ancoraggio da un totale di 21 individui (Fig. 1d, Tabelle dati estesi 1, 2). Di questi, 34 mAb leganti l'ancora provenienti da 15 donatori sono stati isolati dallo studio sul vaccino cHA (Tabelle dati estesi 1, 2).